JP6064877B2 - Hybrid vehicle engine start control device - Google Patents
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Description
この発明は、モータリングして始動されるエンジンとモータとを駆動力源として備えたハイブリッド車において、そのモータが出力する駆動力によってエンジンをモータリングするように構成されたエンジン始動制御装置に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine start control device configured to motor an engine by a driving force output by the motor in a hybrid vehicle having an engine that is started by motoring and a motor as a driving force source. It is.
動力分割機構を構成している遊星歯車機構におけるサンギヤに第１の回転電機が連結されるとともに、キャリヤにクラッチを介してエンジンが連結され、さらにリングギヤを出力要素としてリングギヤから駆動輪にトルクを出力し、そのリングギヤから出力されるトルクに第２の回転電機が出力するトルクを付加するように構成されたハイブリッド装置が特許文献１に記載されている。この特許文献１の装置では、クラッチを解放して停止させていたエンジンを始動する場合、先ず、第１の回転電機の回転数を予め定めた所定の回転数に増大させ、その状態でクラッチの伝達トルク容量を増大させてクラッチを構成している駆動側および従動側の回転部材同士の回転数差を低下させ、その回転数差がなくなってクラッチが完全に係合した後にエンジンに対して燃料を供給するなどの始動制御を実行している。 The first rotating electrical machine is connected to the sun gear in the planetary gear mechanism that constitutes the power split mechanism, the engine is connected to the carrier via a clutch, and torque is output from the ring gear to the drive wheels using the ring gear as an output element. Patent Document 1 discloses a hybrid device configured to add torque output from a second rotating electrical machine to torque output from the ring gear. In the apparatus of Patent Document 1, when starting the engine that has been released and stopped by the clutch, first, the rotational speed of the first rotating electrical machine is increased to a predetermined rotational speed, and in that state the clutch The transmission torque capacity is increased to reduce the rotational speed difference between the rotating members on the driving side and the driven side constituting the clutch, and the fuel is supplied to the engine after the rotational speed difference disappears and the clutch is completely engaged. Starting control such as supplying
上記の特許文献１に記載された装置では、第１の回転電機の目標回転数をエンジンの始動回転数に設定し、クラッチにおける上記の回転数差が次第に小さくなるように制御している。したがって、クラッチが次第に係合することに伴うトルクが第１の回転電機に作用するので、第１の回転電機の回転数制御をフィートバック制御によって行っている。クラッチにおける回転数差の要因は、伝達トルク容量の変化だけでなく、クラッチに掛かるトルクの変動や摩擦係数の変動あるいは潤滑油の状態なども要因となるから、上記のフィードバック制御においては、第１の回転電機の電流を頻繁に変化させることになり、その結果、エンジンの始動に伴う電力消費量が多くなる可能性がある。 In the apparatus described in Patent Document 1, the target rotational speed of the first rotating electrical machine is set to the engine starting rotational speed, and the above-described rotational speed difference in the clutch is controlled to be gradually reduced. Therefore, since the torque accompanying the clutch engagement gradually acts on the first rotating electrical machine, the rotational speed control of the first rotating electrical machine is performed by footback control. The cause of the rotational speed difference in the clutch is not only the change in the transmission torque capacity, but also the fluctuation of the torque applied to the clutch, the fluctuation of the friction coefficient, the state of the lubricating oil, and the like. As a result, there is a possibility that the power consumption associated with starting the engine increases.
この発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、クラッチを係合させつつモータによってエンジンを始動する際に、電力消費量を抑制でき、また始動の遅れを抑制することのできるエンジン始動制御装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is capable of suppressing power consumption when starting an engine with a motor while engaging a clutch, and suppressing start delay. An object of the present invention is to provide a start control device.
上記の目的を達成するために、この発明は、三つの回転要素で差動作用を行う動力分割機構における第１の回転要素に発電機能のあるモータが連結され、かつ第２の回転要素に伝達トルク容量を制御可能なクラッチを介してエンジンが連結され、さらに第３の回転要素が駆動輪に対してトルクを出力する出力要素とされたハイブリッド車のエンジン始動制御装置において、前記クラッチを解放した状態で停止しているエンジンを始動する場合にそのクラッチの伝達トルク容量を予め定めた目標伝達トルク容量に設定するとともに、前記第２の回転要素もしくはその第２の回転要素と一体となって回転する部材の回転数が予め定めた目標回転数となるように前記モータのトルクを制御し、前記第２の回転要素もしくはその第２の回転要素と一体となって回転する部材の回転数が前記目標回転数に達した場合に前記クラッチの前記第２の回転要素に連結されている部材に掛かるトルクが前記目標伝達トルク容量と等しいトルクとなるように前記モータのトルクを制御し、前記第２の回転要素もしくはその第２の回転要素と一体となって回転する部材の回転数が前記目標回転数から予め定めた所定値以上離れた場合に、前記モータの出力トルクをそのモータの慣性モーメントと前記動力分割機構のギヤ比とに基づいて求めた補正トルクで補正するように構成されていることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention relates to a motor having a power generation function connected to a first rotating element in a power split mechanism that performs differential action by three rotating elements, and transmits it to the second rotating element. In an engine start control device for a hybrid vehicle in which an engine is connected via a clutch capable of controlling torque capacity, and a third rotating element is an output element that outputs torque to drive wheels, the clutch is released. When starting an engine stopped in a state, the transmission torque capacity of the clutch is set to a predetermined target transmission torque capacity, and the second rotation element or the second rotation element rotates together with the second rotation element. The torque of the motor is controlled so that the rotation speed of the member to be achieved becomes a predetermined target rotation speed, and integrated with the second rotation element or the second rotation element When the rotational speed of the rotating member reaches the target rotational speed, the torque applied to the member connected to the second rotational element of the clutch is equal to the target transmission torque capacity. The motor is controlled when the rotational speed of the second rotational element or a member that rotates integrally with the second rotational element is separated from the target rotational speed by a predetermined value or more by controlling the torque of the motor. The output torque is corrected with a correction torque obtained based on the moment of inertia of the motor and the gear ratio of the power split mechanism.
この発明によれば、エンジンをモータリングするためのモータのトルクが、クラッチの伝達トルク容量に基づいて求まるいわゆる釣り合いトルクに制御される。この釣り合いトルクは、クラッチにおけるモータ側の部材に掛かるトルクが、伝達トルク容量に所定の誤差の範囲内で一致するトルクである。したがって、モータトルクをフィードバック制御することがないので、エンジンの始動に伴ってモータで消費する電力量を抑制することができる。また、モータからトルクが伝達される第２の回転要素もしくはこれと一体の部材の回転数が目標回転数から所定値以上外れると、モータトルクがモータの慣性モーメントおよび動力分割機構のギヤ比に基づいて求められた補正トルクによって補正されるので、滑りがなくクラッチが係合した時点のエンジン回転数が上記の目標回転数に上記の所定値の範囲内の偏差で一致する。その結果、クラッチが係合した後にモータでエンジン回転数を引き上げたり、それに伴ってモータが本来のハイブリッド制御に使用できずに、実質的なエンジン始動あるいはハイブリッドモードへの移行に遅れが生じたり、あるいはエンジン回転数が目標回転数より高くなるのを待ってクラッチの係合が完了するなどのことによる実質的なエンジン始動あるいはハイブリッドモードへの移行に遅れが生じるなどのことを防止もしくは抑制することができる。 According to the present invention, the torque of the motor for motoring the engine is controlled to a so-called balance torque obtained based on the transmission torque capacity of the clutch. This balance torque is a torque at which the torque applied to the motor-side member of the clutch matches the transmission torque capacity within a predetermined error range. Therefore, since the motor torque is not feedback-controlled, the amount of power consumed by the motor as the engine starts can be suppressed. Further, when the rotation speed of the second rotation element to which torque is transmitted from the motor or a member integral with the second rotation element deviates from the target rotation speed by a predetermined value or more, the motor torque is based on the motor inertia moment and the power split mechanism gear ratio. Therefore, the engine speed at the time when the clutch is engaged without slipping matches the target speed with a deviation within the range of the predetermined value. As a result, the engine speed is increased by the motor after the clutch is engaged, and accordingly, the motor cannot be used for the original hybrid control, causing a substantial delay in starting the engine or shifting to the hybrid mode, Alternatively, it is possible to prevent or suppress delays in actual engine start or transition to the hybrid mode due to completion of clutch engagement after waiting for the engine speed to be higher than the target speed. Can do.
図４にこの発明で対象とすることのできるハイブリッド車におけるパワートレーンの一例を模式的に示してある。ここに示す例では、モータはそれぞれ発電機能のあるモータ・ジェネレータによって構成されており、エンジン（Ｅ／Ｇ）１とこの発明におけるモータに相当する第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）２とが動力分割機構３に連結されている。動力分割機構３は、エンジン１が出力した動力を第１モータ・ジェネレータ２と出力要素４とに分割して伝達する機構であって、三つの回転要素を有していてそれらの回転要素の間で差動作用を行う差動機構によって構成されている。その差動機構の一例は遊星歯車機構であって、シングルピニオン型遊星歯車機構が採用されている場合には、そのサンギヤに第１モータ・ジェネレータ２が連結され、またキャリヤにクラッチ５を介してエンジン１が連結され、さらにリングギヤが出力要素４とされる。 FIG. 4 schematically shows an example of a power train in a hybrid vehicle that can be the subject of the present invention. In the example shown here, each motor is composed of a motor / generator having a power generation function, and the engine (E / G) 1 and the first motor / generator (MG1) 2 corresponding to the motor in the present invention are divided into power. It is connected to the mechanism 3. The power split mechanism 3 is a mechanism that splits and transmits the power output from the engine 1 to the first motor / generator 2 and the output element 4, and has three rotating elements between the rotating elements. It is comprised by the differential mechanism which performs a differential action. An example of the differential mechanism is a planetary gear mechanism. When a single pinion type planetary gear mechanism is employed, the first motor / generator 2 is connected to the sun gear, and the carrier is connected via the clutch 5. The engine 1 is connected, and the ring gear is the output element 4.
出力要素４とされているリングギヤにカウンタドリブンギヤ６が噛み合っている。そのカウンタドリブンギヤ６はカウンタシャフト７に取り付けられており、そのカウンタシャフト７にはカウンタドライブギヤ８が更に取り付けられている。そして、このカウンタドライブギヤ８が終減速機であるデファレンシャルギヤ９のリングギヤ１０に噛み合っている。また、上記のカウンタドリブンギヤ６には、第２モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）１１のモータ軸に取り付けられているギヤ１２が噛み合っていて、動力分割機構３で分割されたエンジン１の駆動力に、第２モータ・ジェネレータ１１が出力する駆動力を付加するように構成されている。なお、第２モータ・ジェネレータ１１のトルクは、上記の出力要素（リングギヤ）４に伝達するように構成することもできる。 A counter driven gear 6 is engaged with a ring gear which is an output element 4. The counter driven gear 6 is attached to a counter shaft 7, and a counter drive gear 8 is further attached to the counter shaft 7. The counter drive gear 8 meshes with a ring gear 10 of a differential gear 9 that is a final reduction gear. The counter driven gear 6 meshes with a gear 12 attached to the motor shaft of the second motor / generator (MG2) 11 so that the driving force of the engine 1 divided by the power split mechanism 3 A driving force output from the two-motor generator 11 is added. Note that the torque of the second motor / generator 11 may be transmitted to the output element (ring gear) 4.
上記の第１モータ・ジェネレータ２と第２モータ・ジェネレータ１１とは、図示しないインバータや蓄電装置に接続され、相互に電力を授受できるように構成されている。また、クラッチ５は摩擦クラッチであって、図示しない所定のアクチュエータによって駆動されて係合および解放させられ、かつ伝達トルク容量を適宜に制御できるように構成されている。このような制御を電気的に行うための電子制御装置（ＥＣＵ）１３が設けられている。その電子制御装置１３は、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力されたデータや予め記憶しているデータに基づいて演算を行い、その演算の結果を制御指令信号として上記のインバータやアクチュエータあるいはエンジン１などに出力して所定の制御を行うように構成されている。その入力されるデータは、エンジン回転数や前述した第２の回転要素の回転数もしくはクラッチ５における第２の回転要素側の回転数、アクセル開度や車速、蓄電装置の充電残量（ＳＯＣ）などであり、また記憶しているデータは、クラッチ５の伝達トルク容量の指令値を定めたマップ、エンジン１を始動する際の目標係合回転数を定めたマップ、第１モータ・ジェネレータ２の指令値を定めたマップなどである。 The first motor / generator 2 and the second motor / generator 11 are connected to an inverter or a power storage device (not shown) so as to be able to exchange power with each other. The clutch 5 is a friction clutch, and is configured to be driven and engaged and released by a predetermined actuator (not shown) and to appropriately control the transmission torque capacity. An electronic control unit (ECU) 13 for electrically performing such control is provided. The electronic control unit 13 is mainly composed of a microcomputer, performs an operation based on input data or data stored in advance, and uses the result of the operation as a control command signal as the above inverter, actuator or engine. 1 or the like to perform predetermined control. The input data includes the engine rotational speed, the rotational speed of the second rotational element described above or the rotational speed of the clutch 5 on the second rotational element side, the accelerator opening and the vehicle speed, and the remaining charge (SOC) of the power storage device. The stored data includes a map that defines a command value for the transmission torque capacity of the clutch 5, a map that defines a target engagement rotational speed when the engine 1 is started, and the first motor / generator 2. This is a map that defines command values.
上述したパワートレーンを備えたハイブリッド車は、エンジン１が出力する駆動力で走行するいわゆるハイブリッド（ＨＶ）走行モード以外に、第２のモータ・ジェネレータ１１を蓄電装置の電力で駆動して走行するモータ（ＥＶ）走行モードとに設定することができる。そのＥＶ走行モードでは、燃料の消費を抑えるためにエンジン１を停止することがあり、その状態で走行している際にアクセルペダルが踏み込まれて要求駆動力が増大するなどエンジン１の始動条件が成立すると、エンジン１の始動制御が開始される。 The hybrid vehicle having the power train described above is a motor that travels by driving the second motor / generator 11 with the electric power of the power storage device in addition to the so-called hybrid (HV) travel mode that travels with the driving force output by the engine 1. (EV) The travel mode can be set. In the EV traveling mode, the engine 1 may be stopped in order to suppress fuel consumption. When the vehicle is traveling in that state, the accelerator pedal is depressed to increase the required driving force. If established, start control of the engine 1 is started.
その始動制御は、クラッチ５の伝達トルク容量を目標容量（目標トルク）に設定し、また第１モータ・ジェネレータ２のトルクを正回転方向もしくは負回転方向に増大させてエンジン１をモータリングすることにより行われる。その目標トルクは、停止しているエンジン１を自立回転可能な回転数（目標回転数）にまでモータリングするのに過不足のないトルクであり、予め測定して求めておくことができる。また、第１モータ・ジェネレータ２の出力トルクは、前述した第２の回転要素の回転数もしくはこれと一体の部材（例えば動力分割機構３の入力軸）の回転数（以下、入力回転数という）が上記の目標回転数に達するまでと、目標回転数に達した後との二つに分けて制御される。すなわち、入力回転数は主として車速によって異なるから、その回転数が目標回転数にまで変化する過程で慣性力などによってショックが生じず、また目標回転数に達するまでの時間が過度に長くならないように、第１モータ・ジェネレータ２の出力トルクが制御される。そのトルクは、例えば車速に応じたトルクとして予め用意しておくことができる。また、入力回転数が上記の目標回転数に達した後は、第１モータ・ジェネレータ２の出力トルクはクラッチ５の伝達トルク容量に釣り合うトルクに制御される。ここで、釣り合うトルクとは、クラッチ５を構成している部材のうち第１モータ・ジェネレータ２からトルクが伝達される部材（第１モータ・ジェネレータ２側の部材）に掛かるトルクがクラッチ５の伝達トルク容量と実質的に一致（所定の誤差範囲内で一致）するトルクであり、下記の（１）式で表される。
Ｔgeq ＝Ｔclt ×ρ／（１＋ρ） …（１）
ここで、Ｔgeq は第１モータ・ジェネレータ２のトルク（釣り合いトルク）、Ｔclt はクラッチ５の伝達トルク容量（クラッチトルク）、ρは動力分割機構３を構成している遊星歯車機構のギヤ比もしくは第１モータ・ジェネレータ２からクラッチ５までの間のギヤ比である。
In the starting control, the transmission torque capacity of the clutch 5 is set to a target capacity (target torque), and the torque of the first motor / generator 2 is increased in the positive rotation direction or the negative rotation direction to motor the engine 1. Is done. The target torque is a torque that is not excessive or insufficient for motoring the stopped engine 1 to a rotational speed at which the engine 1 can rotate independently (target rotational speed), and can be obtained by measurement in advance. Further, the output torque of the first motor / generator 2 is the rotational speed of the second rotating element described above or the rotational speed of a member integrated therewith (for example, the input shaft of the power split mechanism 3) (hereinafter referred to as input rotational speed). Is controlled in two parts: until the target rotational speed is reached and after the target rotational speed is reached. In other words, since the input rotational speed mainly depends on the vehicle speed, a shock is not caused by inertial force or the like in the process of changing the rotational speed to the target rotational speed, and the time to reach the target rotational speed is not excessively long. The output torque of the first motor / generator 2 is controlled. The torque can be prepared in advance as a torque corresponding to the vehicle speed, for example. In addition, after the input rotational speed reaches the target rotational speed, the output torque of the first motor / generator 2 is controlled to a torque commensurate with the transmission torque capacity of the clutch 5. Here, the balanced torque means that torque applied to a member (member on the first motor / generator 2 side) to which torque is transmitted from the first motor / generator 2 among members constituting the clutch 5 is transmitted by the clutch 5. This is a torque that substantially matches the torque capacity (matches within a predetermined error range), and is expressed by the following equation (1).
Tgeq = Tclt × ρ / (1 + ρ) (1)
Where Tgeq is the torque (balance torque) of the first motor / generator 2, Tclt is the transmission torque capacity (clutch torque) of the clutch 5, and ρ is the gear ratio of the planetary gear mechanism constituting the power split mechanism 3 or the first 1 is a gear ratio between the motor / generator 2 and the clutch 5.
このような制御を行った場合の第１モータ・ジェネレータ２のトルク指令値およびクラッチトルク指令値ならびに回転数の変化の一例を図５に模式的に示してある。ここに示す例は、クラッチ５を解放しかつエンジン１を停止した状態で所定の車速で走行しているさいにエンジン１の始動条件が成立してエンジン１を始動する場合の例である。図４に示すパワートレーンでは、第１モータ・ジェネレータ２はトルクを出力しておらず、またクラッチトルク指令値は「０」である。エンジン始動の判断が成立すると、クラッチトルク指令値はエンジン１のモータリングに過不足のない伝達トルク容量を設定する指令値に増大させられる。また、第１モータ・ジェネレータ２のトルク指令値は、その時点の車速に応じた入力回転数が、上記のクラッチトルクの下で、所定時間内に目標回転数（目標係合回転数）に達するように予め定められた値に設定される。その結果、エンジン１にはクラッチ５を介してトルクが伝達されるのでその回転数が次第に増大し、またそれに伴う反力がクラッチ５における第２の回転要素側の部材に作用するので、入力回転数が次第に低下する。 An example of changes in the torque command value, clutch torque command value, and rotation speed of the first motor / generator 2 when such control is performed is schematically shown in FIG. The example shown here is an example of a case where the engine 1 is started and the engine 1 is started when the engine 5 is running at a predetermined vehicle speed with the clutch 5 released and the engine 1 stopped. In the power train shown in FIG. 4, the first motor / generator 2 does not output torque, and the clutch torque command value is “0”. When the engine start determination is established, the clutch torque command value is increased to a command value that sets a transmission torque capacity that is sufficient for motoring of the engine 1. The torque command value of the first motor / generator 2 is such that the input rotational speed corresponding to the vehicle speed at that time reaches the target rotational speed (target engaging rotational speed) within a predetermined time under the above-described clutch torque. Thus, the predetermined value is set. As a result, torque is transmitted to the engine 1 via the clutch 5 so that its rotational speed gradually increases, and the reaction force associated therewith acts on the second rotating element side member of the clutch 5, so that the input rotation The number gradually decreases.
入力回転数がエンジン始動のための目標回転数に達すると（ｔ1 時点）、第１モータ・ジェネレータ２のトルク指令値がクラッチトルクに釣り合うトルクに変更される。そのトルク指令値は所定の勾配で変化させられるので、ｔ1 時点から所定の時間経過したｔ2 時点に上記の釣り合うトルクに到達し、それ以降は、クラッチトルクに釣り合うトルクに維持される。なお、クラッチトルクはエンジン回転数が目標回転数に近づいたことにより低下させられるので、それに応じて第１モータ・ジェネレータ２のトルク指令値も低下する。 When the input rotational speed reaches the target rotational speed for starting the engine (at time t1), the torque command value of the first motor / generator 2 is changed to a torque commensurate with the clutch torque. Since the torque command value is changed with a predetermined gradient, the torque reaches the balanced torque at a time t2 when a predetermined time has elapsed from the time t1, and thereafter, the torque is maintained at a torque balanced with the clutch torque. Since the clutch torque is lowered when the engine speed approaches the target speed, the torque command value of the first motor / generator 2 is also lowered accordingly.
そして、エンジン回転数が目標回転数に達すると、クラッチ５での滑りがなくなり（ｔ3 時点）、クラッチ５の係合完了（完全係合）の判定が成立する。それに伴ってエンジン１に燃料の供給が開始され、また点火制御が実行され、エンジン１は自立回転し始める（ｔ4 時点）。また、クラッチトルクは完全係合状態を維持するように増大させられ、また第１モータ・ジェネレータ２のトルク指令値はエンジン１のモータリングが完了したことにより所定の勾配で低下させられるとともに、ＨＶ走行モードでのトルク制御が行われる。 When the engine rotational speed reaches the target rotational speed, the clutch 5 is not slipped (at time t3), and the determination of completion of engagement of the clutch 5 (complete engagement) is established. Along with this, the supply of fuel to the engine 1 is started, ignition control is executed, and the engine 1 starts to rotate independently (time t4). Further, the clutch torque is increased so as to maintain the fully engaged state, and the torque command value of the first motor / generator 2 is decreased at a predetermined gradient by completing the motoring of the engine 1, and the HV Torque control is performed in the travel mode.
この発明に係る制御装置は、上記の図５を参照して説明したエンジン始動制御の際に、入力回転数が目標回転数から外れることを防止もしくは抑制するように第１モータ・ジェネレータ２のトルクを補正する。すなわち、クラッチ５で実際に設定される伝達トルク容量は、クラッチディスクの温度や、アクチュエータによる実ストロークと目標ストロークとの偏差により係合力の変化、あるいはクラッチカバーのヒステリシスなどの影響を受けて指令値とは異なる場合がある。これに対して第１モータ・ジェネレータ２のトルク指令値はクラッチトルク指令値に基づいて求められているから、第１モータ・ジェネレータ２の実際のトルクが、クラッチ５における実際の伝達トルク容量とは釣り合わず、その結果、入力回転数が目標回転数からずれる場合がある。そこで、この発明に係る制御装置は、そのような「ずれ」を防止もしくは抑制して、エンジン始動のもたつきあるいは遅れを無くすために以下の制御を行うように構成されている。 The control device according to the present invention provides the torque of the first motor / generator 2 so as to prevent or suppress the input rotational speed from deviating from the target rotational speed during the engine start control described with reference to FIG. Correct. That is, the transmission torque capacity that is actually set in the clutch 5 is influenced by the clutch disk temperature, the change in the engagement force due to the deviation between the actual stroke and the target stroke by the actuator, or the hysteresis of the clutch cover. May be different. On the other hand, since the torque command value of the first motor / generator 2 is obtained based on the clutch torque command value, the actual torque of the first motor / generator 2 is the actual transmission torque capacity in the clutch 5. As a result, the input rotational speed may deviate from the target rotational speed. Therefore, the control device according to the present invention is configured to perform the following control in order to prevent or suppress such “deviation” and to eliminate the slack or delay of the engine start.
図１はその制御例を説明するためのフローチャートであって、ここに示すルーチンは、第１モータ・ジェネレータ２のトルクを補正するためのルーチンであり、所定の短時間ごとに繰り返し実行される。先ず、停止しているエンジン１をクラッチ５を解放して動力分割機構３から切り離した状態からそのエンジン１を始動する制御が実行されているか否か、あるいはその始動制御を行う条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ１）。このステップＳ１で否定的に判断された場合には、エンジン１を始動しないので、特には制御を行うことなく、図１に示すルーチンを一旦終了する。これに対してステップＳ１で肯定的に判断された場合には、上述した図５を参照して説明した制御が開始もしくは実行されていることになり、この場合は、入力回転数が目標（係合）回転数に達したか否かが判断される（ステップＳ２）。この判断は、入力回転数と目標回転数との偏差が予め定めた値以下になったか否かを判断することにより行うことができる。 FIG. 1 is a flowchart for explaining the control example. The routine shown here is a routine for correcting the torque of the first motor / generator 2 and is repeatedly executed every predetermined short time. First, whether or not the control for starting the engine 1 from the state in which the stopped engine 1 is disengaged from the power split mechanism 3 by releasing the clutch 5 is executed, or the condition for performing the start control is established. It is determined whether or not there is (step S1). If the determination in step S1 is negative, the engine 1 is not started, so the routine shown in FIG. 1 is temporarily terminated without performing any particular control. On the other hand, if the determination in step S1 is affirmative, the control described with reference to FIG. 5 described above has been started or executed, and in this case, the input rotational speed is the target (relationship). It is determined whether or not the rotation speed has been reached (step S2). This determination can be made by determining whether or not the deviation between the input rotation speed and the target rotation speed is equal to or less than a predetermined value.
クラッチトルク指令値および第１モータ・ジェネレータ２のトルク指令値が前述したように出力されることにより、目標回転数に向けて変化し、車両が所定の車速で走行している場合には、入力回転数が次第に低下する。したがって、入力回転数が目標回転数に達していないことによりステップＳ２で否定的に判断された場合には、第１モータ・ジェネレータ２のトルクを補正する条件が成立していないので、あるいは補正する必要がないので、図１に示すルーチンを一旦終了する。これに対して、入力回転数が目標回転数に達したこと、あるいは達したことがあることによりステップＳ２で肯定的に判断された場合には、入力回転数が、上記の目標回転数を中心として設定した所定の回転数範囲を外れているか否かが判断される（ステップＳ３）。なお、この判断は入力回転数が所定の回転数範囲を外れる方向に変化しているか否かを判断することにより行ってもよい。この所定範囲は、入力回転数の目標回転数のずれが、後述するエンジン始動完了もしくはＨＶ走行モードへの移行の遅れもしくはもたつき感の要因にならない回転数のずれの範囲を定めたものであり、実験やシミュレーションなどによって予め定めておくことができる。 The clutch torque command value and the torque command value of the first motor / generator 2 are output as described above, so that they change toward the target rotational speed and are input when the vehicle is traveling at a predetermined vehicle speed. The rotational speed gradually decreases. Accordingly, when the negative determination is made in step S2 because the input rotational speed does not reach the target rotational speed, the condition for correcting the torque of the first motor / generator 2 is not satisfied or is corrected. Since there is no need, the routine shown in FIG. On the other hand, if the input rotational speed has reached or has reached the target rotational speed in the positive determination in step S2, the input rotational speed is centered on the target rotational speed. It is determined whether or not the predetermined rotational speed range set as (step S3). This determination may be made by determining whether or not the input rotational speed is changing in a direction out of the predetermined rotational speed range. This predetermined range defines the range of the rotational speed deviation in which the deviation of the target rotational speed of the input rotational speed does not cause the engine start completion, which will be described later, or the delay in shifting to the HV traveling mode or the feeling of tackiness, It can be determined in advance by experiments or simulations.
入力回転数が上記の所定範囲に入っていたり、あるいは所定範囲に入っている状態を維持することによりステップＳ３で否定的に判断された場合には、図１に示すルーチンを一旦終了する。これに対して入力回転数が上記の所定の範囲を外れたり、外れるように変化していることによりステップＳ３で肯定的に判断された場合には、第１モータ・ジェネレータ２の慣性モーメントと動力分割機構３を構成している遊星歯車機構のギヤ比もしくは第１モータ・ジェネレータ２からクラッチ５までの間のギヤ比に基づいて、第１モータ・ジェネレータ２のトルクについての補正トルクが求められてそのトルクの補正が行われる（ステップＳ４）。その補正トルクは、入力回転数を目標回転数にまで変化させる際の慣性トルクと、これらの回転数の差に応じたトルク差とによって決めることができ、例えば下記の（２）式によって算出できる。
第１モータ・ジェネレータ２のトルク指令値は、入力回転数が目標回転数から所定値以上ずれると、上記の補正トルクＴg_add により補正される。例えば入力回転数が目標回転数に対して所定値以上低下する場合には、第１モータ・ジェネレータ２のトルク指令値が増大させられ、また反対に入力回転数が目標回転数に対して所定値以上高回転数になる場合には、第１モータ・ジェネレータ２のトルク指令値が低下させられる。このような補正制御を行った場合の第１モータ・ジェネレータ２のトルク指令値およびクラッチトルク指令値ならびに回転数の変化を、補正制御を行わなかった場合と比較して図２および図３にタイムチャートとして示してある。 The torque command value of the first motor / generator 2 is corrected by the correction torque Tg_add when the input rotational speed deviates from the target rotational speed by a predetermined value or more. For example, when the input rotational speed decreases by a predetermined value or more with respect to the target rotational speed, the torque command value of the first motor / generator 2 is increased, and conversely, the input rotational speed is a predetermined value with respect to the target rotational speed. When the rotational speed is high as described above, the torque command value of the first motor / generator 2 is decreased. Changes in the torque command value, the clutch torque command value, and the rotation speed of the first motor / generator 2 when such correction control is performed are shown in FIG. 2 and FIG. 3 as compared with the case where correction control is not performed. It is shown as a chart.
図２はクラッチ５の実際の伝達トルク容量が指令値より大きく、その結果、入力回転数が目標回転数より引き下げられる場合の例である。エンジン１を始動する判断もしくは条件が成立して第１モータ・ジェネレータ２のトルク指令値およびクラッチトルク指令値が、前述した図５を参照して説明したように制御され、それに伴って入力回転数が目標回転数に到達する（ｔ11時点）。図２において網掛けして示してある範囲が前述した目標回転数についての所定の回転数範囲であり、ｔ11時点の入力回転数の変化勾配と回転数範囲を決めている上記のずれ回転数ΔＮinｔｇｔとから決まる所定時間Δｔの後に入力回転数が上記の回転数範囲を外れる（ｔ12時点）。これは、図１に示すステップＳ３で肯定的に判断された時点であり、したがって第１モータ・ジェネレータ２の出力トルクが補正される。図２に示す例では、補正トルクＴg_add が加算される。 FIG. 2 shows an example in which the actual transmission torque capacity of the clutch 5 is larger than the command value, and as a result, the input rotational speed is lowered from the target rotational speed. A determination or condition for starting the engine 1 is established, and the torque command value and the clutch torque command value of the first motor / generator 2 are controlled as described with reference to FIG. Reaches the target rotational speed (at time t11). The shaded range in FIG. 2 is the predetermined rotational speed range for the target rotational speed described above, and the deviation rotational speed ΔNin that determines the change gradient and rotational speed range of the input rotational speed at time t11. After a predetermined time Δt determined from tgt , the input rotational speed is out of the rotational speed range (at time t12). This is the time point when the determination in step S3 shown in FIG. 1 is affirmative. Therefore, the output torque of the first motor / generator 2 is corrected. In the example shown in FIG. 2, the correction torque Tg_add is added.
その後、クラッチトルク指令値が低下すると（ｔ13時点）、それに合わせて第１モータ・ジェネレータ２の出力トルクが低下するが、そのトルク値は上記の補正トルクＴg_add が加算されたトルクである。補正トルクＴg_add は、前述したように、入力回転数を目標回転数に戻すためのトルクを含んでいるから、第１モータ・ジェネレータ２の出力トルクが上記のように補正されていることにより入力回転数は目標回転数に一致し、あるいは所定の誤差の範囲内で一致する。そして、エンジン回転数は設計上想定したように変化して、想定したタイミングから大きく外れることなく目標回転数に一致する（ｔ14時点）。そして、クラッチ５の係合が完了したことの判定が成立し、それ以降は、図５を参照して説明したのと同様に制御されてエンジン１が自立回転に到る。 Thereafter, when the clutch torque command value decreases (at time t13), the output torque of the first motor / generator 2 decreases accordingly. The torque value is a torque obtained by adding the correction torque Tg_add. As described above, the correction torque Tg_add includes the torque for returning the input rotational speed to the target rotational speed, and therefore the input rotational speed is obtained by correcting the output torque of the first motor / generator 2 as described above. The number coincides with the target rotational speed or within a predetermined error range. Then, the engine speed changes as assumed in the design and matches the target speed without greatly deviating from the assumed timing (at time t14). Then, it is determined that the engagement of the clutch 5 is completed, and thereafter, the control is performed in the same manner as described with reference to FIG.
図２の実線は上記のトルク補正を行った場合の例を示しており、これに対して上記のトルク補正を行わない場合の例を図２に破線で示してある。補正トルクを付加しないとした場合、入力回転数は目標回転数を下回って上記の回転数範囲から外れてしまう。その状態でエンジン回転数が次第に引き上げられるから、入力回転数とエンジン回転数とが目標回転数より低い回転数で一致し、クラッチ５の係合判定が成立する（ｔ15時点）。その時点ではエンジン回転数が目標回転数より低回転数であるから、第１モータ・ジェネレータ２が更にモータとして機能してエンジン回転数を引き上げることになるから、エンジン１が自立回転に到ってＨＶ走行モードに移行するまでに時間が掛かってしまう。しかも、第１モータ・ジェネレータ２の出力トルクがクラッチトルクに対して不足していることにより入力回転数が目標回転数を下回ってしまう事態となっているのであるから、エンジン回転数を引き上げるのに更に時間を要することになる。したがって、第１モータ・ジェネレータ２が発電機として機能する本来の走行状態もしくは駆動状態に到るまでに時間が掛かり、いわゆるもたつき感が生じてしまう。 The solid line in FIG. 2 shows an example when the above torque correction is performed, and an example when the above torque correction is not performed is shown by a broken line in FIG. If the correction torque is not added, the input rotational speed falls below the target rotational speed and deviates from the rotational speed range. In this state, since the engine speed is gradually increased, the input speed and the engine speed coincide with each other at a speed lower than the target speed, and the engagement determination of the clutch 5 is established (time t15). At that time, since the engine speed is lower than the target speed, the first motor / generator 2 further functions as a motor to increase the engine speed. It takes time to shift to the HV traveling mode. Moreover, since the output speed of the first motor / generator 2 is insufficient with respect to the clutch torque, the input rotational speed falls below the target rotational speed. Further time is required. Therefore, it takes time until the first motor / generator 2 reaches the original running state or driving state in which the first motor / generator 2 functions as a generator, and a so-called feeling of stickiness is generated.
また、図３は、クラッチ５の実際の伝達トルク容量が指令値より小さく、その結果、入力回転数が目標回転数にまで引き下げられない場合の例である。エンジン１を始動する判断もしくは条件が成立して第１モータ・ジェネレータ２のトルク指令値およびクラッチトルク指令値が、前述した図５を参照して説明したように制御され、それに伴って入力回転数が目標回転数に到達する（ｔ21時点）。その時点で第１モータ・ジェネレータ２のトルク指令値は、前述したクラッチトルクに釣り合うトルクに増大させられる。その場合に、実際のクラッチトルクがクラッチトルク指令値より小さいと、入力回転数は次第に増大する。エンジン１の始動条件が成立したように、駆動力の増大要求があるからである。 FIG. 3 shows an example in which the actual transmission torque capacity of the clutch 5 is smaller than the command value, and as a result, the input rotational speed cannot be reduced to the target rotational speed. A determination or condition for starting the engine 1 is established, and the torque command value and the clutch torque command value of the first motor / generator 2 are controlled as described with reference to FIG. Reaches the target rotational speed (at time t21). At that time, the torque command value of the first motor / generator 2 is increased to a torque commensurate with the clutch torque described above. In this case, if the actual clutch torque is smaller than the clutch torque command value, the input rotational speed gradually increases. This is because there is a request to increase the driving force so that the engine 1 start condition is satisfied.
こうして増大した入力回転数が所定時間Δｔの後に上記の回転数範囲を超え（ｔ22時点）、前述した補正トルクＴg_add によって第１モータ・ジェネレータ２のトルク指令値が補正される。この場合、補正トルクＴg_add は負のトルクであり、したがって第１モータ・ジェネレータ２のトルク指令値は減少させられる。その結果、入力回転数は目標回転数に一致し、あるいは所定の誤差で一致する。そして、エンジン回転数は設計上想定したように変化して、想定したタイミングから大きく外れることなく目標回転数に一致する（ｔ23時点）。そして、クラッチ５の係合が完了したことの判定が成立し、それ以降は、図５を参照して説明したのと同様に制御されてエンジン１が自立回転に到る。 The input rotational speed thus increased exceeds the rotational speed range after a predetermined time Δt (at time t22), and the torque command value of the first motor / generator 2 is corrected by the correction torque Tg_add described above. In this case, the correction torque Tg_add is a negative torque, and therefore the torque command value of the first motor / generator 2 is decreased. As a result, the input rotation speed matches the target rotation speed or matches with a predetermined error. Then, the engine speed changes as assumed in the design and matches the target speed without greatly deviating from the assumed timing (at time t23). Then, it is determined that the engagement of the clutch 5 is completed, and thereafter, the control is performed in the same manner as described with reference to FIG.
図３の実線は上記のトルク補正を行った場合の例を示しており、これに対して上記のトルク補正を行わない場合の例を図３に破線で示してある。補正トルクを付加しないとした場合、入力回転数は目標回転数に達した後に目標回転数を上回って上記の回転数範囲から外れてしまう。その状態でエンジン回転数が次第に引き上げられるとしても、入力回転数が目標回転数より高回転数であるから、エンジン回転数が目標回転数に達しても入力回転数に一致せず、それより更に時間が経過したｔ24時点に入力回転数とエンジン回転数とが一致し、クラッチ５の係合判定が成立する。すなわち、エンジン１に燃料を供給するなど、自立回転させるための制御の開始がこのｔ24時点まで遅延することになり、これがもたつき感となる。この発明に係るエンジン始動制御装置によれば、図２および図３に実線で示したように、クラッチ５の係合の判定あるいはエンジン始動の実質的な完了に遅れが生じないので、エンジン始動時のいわゆるもたつき感を防止もしくは抑制することができる。 A solid line in FIG. 3 shows an example when the above torque correction is performed, and an example when the above torque correction is not performed is shown by a broken line in FIG. If the correction torque is not added, the input rotational speed exceeds the target rotational speed after reaching the target rotational speed and deviates from the rotational speed range. Even if the engine speed is gradually increased in this state, the input speed is higher than the target speed, so even if the engine speed reaches the target speed, it does not coincide with the input speed. At time t24 when the time has elapsed, the input rotational speed matches the engine rotational speed, and the engagement determination of the clutch 5 is established. That is, the start of the control for rotating independently, such as supplying fuel to the engine 1, is delayed until the time t24, which gives a feeling of stickiness. According to the engine start control device of the present invention, as shown by the solid lines in FIGS. 2 and 3, there is no delay in the determination of the engagement of the clutch 5 or the substantial completion of the engine start. It is possible to prevent or suppress the so-called stickiness.
１…エンジン（Ｅ／Ｇ）、 ２…第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）、 ３…動力分割機構、 ４…出力要素、 ５…クラッチ、 １３…電子制御装置（ＥＣＵ）。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine (E / G), 2 ... 1st motor generator (MG1), 3 ... Power split mechanism, 4 ... Output element, 5 ... Clutch, 13 ... Electronic control unit (ECU).
Claims (1)
前記クラッチを解放した状態で停止しているエンジンを始動する場合にそのクラッチの伝達トルク容量を予め定めた目標伝達トルク容量に設定するとともに、
前記第２の回転要素もしくはその第２の回転要素と一体となって回転する部材の回転数が予め定めた目標回転数となるように前記モータのトルクを制御し、
前記第２の回転要素もしくはその第２の回転要素と一体となって回転する部材の回転数が前記目標回転数に達した場合に前記クラッチの前記第２の回転要素に連結されている部材に掛かるトルクが前記目標伝達トルク容量と等しいトルクとなるように前記モータのトルクを制御し、
前記第２の回転要素もしくはその第２の回転要素と一体となって回転する部材の回転数が前記目標回転数から予め定めた所定値以上離れた場合に、前記モータの出力トルクをそのモータの慣性モーメントと前記動力分割機構のギヤ比とに基づいて求めた補正トルクで補正する
ように構成されていることを特徴とするハイブリッド車のエンジン始動制御装置。 A motor having a power generation function is connected to the first rotating element in the power split mechanism that performs differential action by three rotating elements, and the engine is connected to the second rotating element via a clutch capable of controlling the transmission torque capacity. In addition, in the engine start control device for a hybrid vehicle, the third rotation element is an output element that outputs torque to the drive wheels.
When starting the engine stopped with the clutch released, the transmission torque capacity of the clutch is set to a predetermined target transmission torque capacity,
Controlling the torque of the motor so that the rotation speed of the second rotation element or a member rotating integrally with the second rotation element becomes a predetermined target rotation speed,
A member connected to the second rotation element of the clutch when the rotation number of the second rotation element or a member that rotates integrally with the second rotation element reaches the target rotation number; Controlling the torque of the motor so that the applied torque is equal to the target transmission torque capacity,
When the rotational speed of the second rotational element or a member that rotates integrally with the second rotational element deviates from the target rotational speed by a predetermined value or more, the output torque of the motor is reduced. An engine start control device for a hybrid vehicle, wherein the engine start control device is configured to correct with a correction torque obtained based on a moment of inertia and a gear ratio of the power split mechanism.
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